常见混凝土裂缝产生的原因分析及防治措施

陈传林 宁 曦

常见混凝土裂缝产生的原因分析及防治措施

陈传林 宁 曦

目前混凝土结构在各种建筑行业普遍使用，混凝土浇筑施工过程中出现裂缝现象也较为常见。混凝土产生裂缝的原因较多，裂缝按照产生的原因可分为三类常见裂缝，分别为收缩裂缝、沉陷裂缝和温度裂缝，也有部分裂缝是以上两种或者多种的综合体。

一、裂缝产生的原因分析

下面就三种常见裂缝产生的原因进行简单分析。

（1）收缩裂缝主要是混凝土干缩产生的裂缝。由于混凝土浇筑过程中经过振捣，多余水分泛到混凝土表层，在混凝土终凝前其表层强度较低，表层水分通过高温或者风吹蒸发流失较快，造成混凝土毛细管中产生较大负压而使混凝土体积收缩，表层混凝土干缩后形成裂缝。此类裂缝较细较浅，长短不一，形状不规则。

（2）沉陷裂缝是由于地基基础沉降或模板刚度不足等原因导致不均匀沉降，沉降部位混凝土结构缺少必要的支撑，混凝土自重或者其上部荷载超过混凝土当时龄期的抗折强度而断裂，从而形成裂缝。此类裂缝多为贯穿性裂缝，裂缝走向与沉陷部位基本一致，其宽度随着沉降量的增大而增大。

（3）温度裂缝多在大体积混凝土表面或温差变化较大的地方产生。在大体积混凝土浇筑后，混凝土硬化过程中，水泥产生大量的水化热（据查阅，当水泥用量在350～550kg/m3的混凝土中，产生的水化热量约17500～27500kJ/m3，从而使混凝土内部温度升高达65℃～70℃）。大体积混凝土内部水化热聚积导致内部温度较高而不易散发，而混凝土表面散热较快，因此形成了内外较大的温差，表层混凝土收缩，内部混凝土膨胀，从而表层混凝土产生拉应力，当拉应力超过混凝土初期抗拉强度极限值时，混凝土表面就会产生裂缝。

另外在温差变化较大的地方，混凝土浇筑后初期，由于没采取较好的覆盖保温等措施，表面温度急剧下降而产生收缩，表层收缩的混凝土受内部混凝土的约束，产生较大的拉应力，拉应力超过自身抗拉强度极限值而形成裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的部位产生。

温度裂缝多发生在混凝土浇筑后水化热散发的初、中期。温度裂缝无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错，裂缝较浅。

二、裂缝产生的防治措施

根据以上分析，在混凝土浇筑及养护过程中及时采取相应的措施就可以减少或避免裂缝的产生。

（1）为防止收缩裂缝产生，首先在混凝土配合比设计时，在保证混凝土性能和质量的前提下，尽可能降低混凝土的单位用水量；其次控制混凝土的水灰比，降低混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减水剂。另外，混凝土浇筑后及时排除表层泌水，覆盖保水薄膜，避免水分蒸发过快，否则不但会产生收缩裂缝同时还会影响表层混凝土强度。

（2）为防止沉陷裂缝的产生，在地基基础部位严格控制地基基础的承载力，同时保证地基基础的均一性，对回填部位进行夯实处理，达到承载力标准后方可进行混凝土浇筑。对临时回填的部位要进行预留沉降并留够初期沉降时间后才可进行混凝土浇筑。对模板支撑部位要加固牢固并经检查合格后才可进行混凝土浇筑，模板支撑要满足混凝土、钢筋及人机等各种综合荷载承载力要求后才可进行混凝土浇筑。

（3）针对大体积混凝土的温度裂缝，可以使用低水化热的水泥，降低水化热的产生；夏季浇筑时，控制砂石料及拌合用水温度，最大限度地降低混凝土初始温度，尽可能安排在夜间施工；白天施工时，在砂石料堆放场地设遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水，通过水分蒸发降低骨料入机温度。浇筑完成后及时保湿覆盖，待初凝后，及时用湿麻袋覆盖。冬季浇筑时，做好防冻处理措施，防止内外温差过大而产生温度裂缝。根据气温选择合适的时段进行浇筑作业，不可避免须低温浇筑时可采用温水拌合，确保入仓混凝土温度不低于5℃，冬季混凝土浇筑时利用原材料加热及水泥水化热蓄热，并采取适当保温措施延缓混凝土冷却，在混凝土温度降到0℃以前达到受冻临界强度的施工方法。加强早期养护，混凝土尽可能晚拆模，由于冬季混凝土初凝时间较长，早期强度较迟，必要时加入早强剂和防冻剂，在混凝土终凝前进行第二次或者第三次抹压收光，随即在混凝土表面覆盖塑料薄膜，使混凝土内蒸发的水分留在混凝土表面进行保温养护，在薄膜上再覆盖草帘或者土工布等保温材料。

三、裂缝处理方法

裂缝处理要根据建筑物结构使用情况来确定，对于裂缝不影响结构承载力等使用功能时，可采用表面封闭法、灌浆填充法、开槽修补法处理；对于裂缝影响结构承载力时，要经过设计复核，必要时要经过专家讨论研究，可采取粘贴加固法、围护加固法处理。

1.表面修补法

对于宽度小于0.15mm无法使用材料填充的微缝，可以通过表面涂刷封闭材料的方式进行处理，以提高钢筋混凝土结构的防水性，避免水分浸入混凝土结构使钢筋锈蚀。表面封闭法施工时首先清洗处理干净混凝土表面，待充分干燥后使用粘度相对较低的液态树脂或表面涂料胶均匀地填充涂刷裂缝表面，形成对裂缝的封闭处理。

2.灌浆填充法

对于宽度介于0.15～0.5mm的裂缝，可采用一定压力下将水泥或者环氧、甲凝类材料灌入裂缝内部进行填充固结到达修复目的，主要包括水泥灌浆以及化学灌浆两种方式。灌浆填充法施工时首先清洁裂缝，其次确定灌浆口并封闭裂缝其他部位，接着安设底座及灌浆设备进行压力灌浆及封口，最后作业结束后清理灌缝表面的封缝胶。

3.开槽填补法

对于宽度超过0.5mm而且较长的现浇混凝土结构表层裂缝，一般采用开槽填补的方式处理。其施工工艺为首先利用切割机沿裂缝发展方向将其切成V型槽，其次将处理后的裂缝清洗干净，接着将槽底通过水泥浆处理后分层填充环氧砂浆、水泥砂浆或者其他密封材料，密封裂缝后将混凝土结构表面抹平压实。

4.粘贴加固法

对于宽度超过1mm以上的深度裂缝，可将钢板或者型钢用改性环氧树脂和粘接剂粘贴到结构物裂缝部位表面，使钢板或者型钢与混凝土结构物形成一体，对于水下部位结构物处理时钢板或型钢必须进行喷砂防锈处理。施工工艺为清洁裂缝及其两侧一定的粘贴范围，晾干粘贴部位并对钢板或型钢进行防锈处理，对粘贴部位进行涂抹环氧树脂和粘接剂，将钢板或型钢粘贴于裂缝处。

5.围护加固法

对于较宽的贯穿裂缝，在出现裂缝的建筑物结构外侧包钢筋混凝土或者钢箍，以便增加结构物的受力面积或防止裂缝扩散，提高其承载力。加固时，尽可能使钢筋混凝土或钢箍与混凝土结构物表面紧密接触，一方面确保结构物与加固件同时受力，另一方面防止裂缝扩大。

四、结语

混凝土裂缝产生势必会降低建筑物的性能，有的影响建筑物安全使用功能，有的会降低结构物的耐久性，有的会降低结构物的承载力。由于混凝土裂缝产生的原因较多，因此在施工过程中需认真对待每个细节，做好事前、事中和事后每个环节控制，就可以减少甚至避免混凝土裂缝的产生

（作者单位：淮河水利水电开发总公司 233001 淮委治淮工程建设管理局233001）